JP5443504B2 - Method for providing drive transistor control signal to drive transistor - Google Patents
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Description
本発明は、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイのような固体エレクトロルミネッセント(EL)フラットパネルディスプレイに関し、より詳細には、エレクトロルミネッセントディスプレイ構成要素の経年変化を補償するための方法を有する、そのようなディスプレイに関する。 The present invention relates to solid state electroluminescent (EL) flat panel displays, such as organic light emitting diode (OLED) displays, and more particularly has a method for compensating for aging of electroluminescent display components. , Relating to such a display.
エレクトロルミネッセント(EL)デバイスは何年にもわたって知られており、最近になって市販のディスプレイデバイスにおいて用いられるようになった。そのようなデバイスは、アクティブマトリックス制御方式及びパッシブマトリックス制御方式の両方を利用し、複数のサブピクセルを利用することができる。各サブピクセルは、ELエミッターと、ELエミッターを流れる電流を駆動するための駆動トランジスタとを含む。サブピクセルは通常2次元のアレイに配列され、サブピクセルごとに1つの行及び列アドレスがあり、サブピクセルには1つのデータ値が関連付けられる。赤色、緑色、青色及び白色のような異なる色のサブピクセルをグループ化して、ピクセルを形成する。ELディスプレイは、コーティング可能な無機発光ダイオード、及び有機発光ダイオード(OLED)を含む、種々のエミッター技術から作製することができる。 Electroluminescent (EL) devices have been known for many years and have recently been used in commercial display devices. Such devices utilize both active and passive matrix control schemes and can utilize multiple subpixels. Each subpixel includes an EL emitter and a driving transistor for driving a current flowing through the EL emitter. The subpixels are typically arranged in a two-dimensional array, with one row and column address for each subpixel, and one data value associated with the subpixel. The sub-pixels of different colors such as red, green, blue and white are grouped to form a pixel. EL displays can be made from a variety of emitter technologies, including coatable inorganic light emitting diodes, and organic light emitting diodes (OLEDs).
OLEDディスプレイは、優れたフラットパネルディスプレイ技術として特に関心を集めている。これらのディスプレイは有機材料の薄膜に通電する電流を利用して光を生成する。放射される光の色、及び電流から光へのエネルギー変換効率は、有機薄膜材料の組成によって決定される。異なる有機材料は異なる色の光を放射する。しかしながら、ディスプレイが使用されるにつれて、ディスプレイ内の有機材料に経年変化が生じ、光を放射する際の効率が低下する。これにより、ディスプレイの寿命が短くなる。有機材料が異なると、異なる速度で経年変化が生じる可能性があるので、ディスプレイが使用されるにつれて、色によって経年変化に差が生じ、ディスプレイの白色点が変化する。さらに、個々の各ピクセルは、他のピクセルとは異なる速度で経年変化を生じるので、結果として、ディスプレイが不均一になる可能性がある。さらに、たとえばアモルファスシリコンといったいくつかの回路部素子も、経年変化の影響を示すことが知られている。 OLED displays are of particular interest as an excellent flat panel display technology. These displays generate light by using a current flowing through a thin film of organic material. The color of emitted light and the energy conversion efficiency from current to light are determined by the composition of the organic thin film material. Different organic materials emit different colors of light. However, as the display is used, the aging of the organic material within the display occurs and the efficiency in emitting light decreases. This shortens the lifetime of the display. Different organic materials can age at different rates, so as the display is used, the color will age differently and change the white point of the display. Furthermore, each individual pixel undergoes aging at a different rate than the other pixels, resulting in a non-uniform display. In addition, some circuit elements, such as amorphous silicon, are known to exhibit the effects of aging.
材料に経年変化が生じる速度は、ディスプレイに通電する電流の量に関連付けられ、それゆえ、ディスプレイから放射された光の量に関連付けられる。この経年変化の影響を補償する種々の技法が記述されてきた。 The rate at which aging occurs in a material is related to the amount of current that passes through the display and is therefore related to the amount of light emitted from the display. Various techniques have been described to compensate for this aging effect.
Shen他による特許文献1は、ピクセルに印加される累積駆動電流に基づいて各ピクセルの光出力効率の低下を計算し、予測することによってOLEDディスプレイ内の個々の有機発光ダイオード(OLED)の発光効率の長期変動を補償する方法及び関連するシステムを記述している。その方法は、ピクセルごとに次の駆動電流に適用される補正係数を導出する。この技法では、各ピクセルに印加される駆動電流を測定し、累積する必要があり、ディスプレイが使用されるのに応じて絶えず更新されなければならない格納メモリを必要とし、それゆえ、複雑で、大規模な回路部を必要とする。 U.S. Pat. No. 6,057,049 to Shen et al. Calculates the luminous efficiency of individual organic light emitting diodes (OLEDs) in an OLED display by calculating and predicting the decrease in light output efficiency of each pixel based on the cumulative drive current applied to the pixel. Describes a method and associated system for compensating for long-term fluctuations in The method derives a correction factor that is applied to the next drive current for each pixel. This technique requires that the drive current applied to each pixel be measured and accumulated, requires a storage memory that must be constantly updated as the display is used, and is therefore complex and large. Requires a large circuit section.
Narita他による特許文献2は、各発光素子から放射される光の量を一定に保持する同様の方法を記述している。この設計では、使用量を記録するために、各ピクセルに送信される各信号に応答する計算ユニットを使用する必要があり、回路設計の複雑度が大幅に増す。 U.S. Pat. No. 6,057,096 by Narita et al. Describes a similar method for keeping the amount of light emitted from each light emitting element constant. This design requires the use of a computation unit that responds to each signal transmitted to each pixel to record usage, greatly increasing the complexity of the circuit design.
Everttによる特許文献3は、OLEDディスプレイのためのパルス幅変調ドライバーを記述している。ビデオディスプレイの一実施形態が、選択された電圧を与えて、ビデオディスプレイ内の有機発光ダイオードを駆動するための電圧ドライバーを備える。電圧ドライバーは、補正表から、経年変化、列抵抗、行抵抗及び他のダイオード特性を考慮に入れた電圧情報を受信することができる。その発明の一実施形態では、補正表は、通常の回路動作前に、及び/又は動作中に計算される。OLED出力光レベルはOLED電流に対して線形であると仮定されるので、その補正方式は、過渡現象が落ち着くことができるほど十分に長い持続時間にわたってOLEDダイオードの中に既知の電流を送り込み、その後、列ドライバー上に存在するアナログ/デジタルコンバーター(A/D)を用いて対応する電圧を測定することに基づく。較正電流源及びA/Dは、スイッチングマトリックスを通じて、任意の列に切り替えることができる。 U.S. Pat. No. 5,677,096 to Evertt describes a pulse width modulation driver for an OLED display. One embodiment of a video display comprises a voltage driver for applying a selected voltage to drive an organic light emitting diode in the video display. The voltage driver can receive voltage information from the correction table that takes into account aging, column resistance, row resistance, and other diode characteristics. In one embodiment of the invention, the correction table is calculated before and / or during normal circuit operation. Since the OLED output light level is assumed to be linear with respect to the OLED current, the correction scheme will deliver a known current into the OLED diode for a long enough duration that the transient can settle, and then , Based on measuring the corresponding voltage using an analog / digital converter (A / D) present on the column driver. The calibration current source and A / D can be switched to any column through the switching matrix.
Numaoによる特許文献4は、有機EL素子を流れる電流及び有機EL素子の温度が測定される方法を記述している。その後、予め計算された表、並びに電流及び温度の測定値を用いて、補償が実行される。この設計は、ピクセルの予測可能な相対的使用量を推定し、ピクセルのグループ又は個々のピクセルの実際の使用量の差に対応していない。それゆえ、色及び空間グループのための補正は、経時的に不正確になる可能性がある。さらに、ディスプレイ内に温度検知回路及び複数の電流検知回路を集積する必要がある。この集積は複雑であり、製造歩留まりを低減し、ディスプレイ内の空間を占有する。 Patent Document 4 by Numao describes a method in which the current flowing through an organic EL element and the temperature of the organic EL element are measured. Thereafter, compensation is performed using pre-calculated tables and current and temperature measurements. This design estimates the predictable relative usage of pixels and does not correspond to the difference in actual usage of groups of pixels or individual pixels. Therefore, corrections for color and space groups can become inaccurate over time. Furthermore, it is necessary to integrate a temperature detection circuit and a plurality of current detection circuits in the display. This integration is complex, reduces manufacturing yield and occupies space in the display.
Ishizuki他による特許文献5は、サブピクセル毎の電流を順に測定する方法を開示している。この方法の測定技法は繰り返されるので、時間がかかる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228867 by Ishizuki et al. Discloses a method for measuring the current for each subpixel in order. The measurement technique of this method is repeated and takes time.
Arnold他による特許文献6は、OLEDエミッターの経年変化を補償する方法を教示している。この方法は、デバイスルミナンスの全体的な変化がOLEDエミッターの変化によって引き起こされると仮定する。しかしながら、回路内の駆動トランジスタがアモルファスシリコン(a−Si)から形成されるとき、トランジスタのしきい値電圧も使用に伴って変化するので、この仮定は有効ではない。この方法は、トランジスタが経年変化の影響を示す回路内では、OLED効率損失を完全には補償しない。さらに、逆方向バイアスのような方法を用いて、a−Siトランジスタしきい値電圧シフトを緩和するとき、逆方向バイアス効果の適切な追跡/予測又はOLED電圧変化若しくはトランジスタしきい値電圧変化の直接の測定を用いなければ、OLED効率損失の補償は信頼性がなくなる可能性がある。 U.S. Pat. No. 6,057,097 by Arnold et al. Teaches a method for compensating for aging of OLED emitters. This method assumes that the overall change in device luminance is caused by a change in the OLED emitter. However, when the driving transistor in the circuit is formed from amorphous silicon (a-Si), this assumption is not valid because the threshold voltage of the transistor also changes with use. This method does not fully compensate for OLED efficiency loss in circuits where the transistor shows the effects of aging. Further, when using methods such as reverse bias to mitigate a-Si transistor threshold voltage shift, proper tracking / prediction of the reverse bias effect or direct OLED voltage change or transistor threshold voltage change directly. Without using this measurement, compensation for OLED efficiency loss may be unreliable.
Fruehaufによる特許文献7は、電流測定回路及び電圧比較ユニットに供給するためにダイオード駆動電流をタップする第3のトランジスタを有するピクセル構造を開示している。しかしながら、この方法は、測定に用いなければ光の放射に用いることができた電流を測定に用いることによって、そのようなピクセルを含むディスプレイの効率を低下させる。さらに、この方法は、TFT変動を補償するだけであり、不均一なOLED特性を補償することはできない。 U.S. Patent No. 6,053,077 to Fruehauf discloses a pixel structure having a third transistor that taps a diode drive current for supply to a current measurement circuit and voltage comparison unit. However, this method reduces the efficiency of displays including such pixels by using currents that can be used for light emission if not used for measurements. Furthermore, this method only compensates for TFT variations and cannot compensate for non-uniform OLED characteristics.
経年変化の影響に加えて、低温ポリシリコン(LTPS)のようないくつかのトランジスタ技術によって、駆動トランジスタを製造することができるが、それらのトランジスタでは、ディスプレイの表面にわたって移動度及びしきい値電圧が変化する(非特許文献1)。これによって、目に見える不均一性が生じるので望ましくない。さらに、OLED材料を不均一に堆積すると、効率が変化するエミッターが製造され、それにより同様に、不均一性が生じる可能性あるので望ましくない。これらの不均一性は、パネルがエンドユーザーに販売される時点で存在するので、初期不均一性と呼ばれる。図9は、ピクセル間の特性の差を示す平坦域のためのサブピクセルルミナンスのヒストグラム例を示す。いずれの方向においても実際のルミナンスは20%だけ変化し、結果として、ディスプレイ性能が許容できなくなった。 In addition to the effects of aging, drive transistors can be manufactured by some transistor technologies, such as low temperature polysilicon (LTPS), in which the mobility and threshold voltage over the surface of the display. Changes (Non-Patent Document 1). This is undesirable because it creates visible non-uniformities. Furthermore, non-uniform deposition of OLED material is undesirable because it produces emitters with varying efficiencies, which can likewise cause non-uniformities. These non-uniformities are called initial non-uniformities because they exist at the time the panel is sold to the end user. FIG. 9 shows an example histogram of sub-pixel luminance for the plateau showing the characteristic differences between the pixels. In either direction, the actual luminance changed by 20%, resulting in unacceptable display performance.
Salamによる特許文献8は、ピクセル内の明度変動を低減するためのプロセス制御回路部を有するディスプレイマトリックスを記述している。この開示は、ディスプレイ内の最も弱いピクセルの明度と各ピクセルの明度との間の比に基づいて、ピクセルごとに線形スケーリング法を用いることを記述している。しかしながら、この手法は、結局、ディスプレイのダイナミックレンジ及び明度を全体的に低減させることになると共に、ピクセルを動作させることができるビット深度を低減及び変動させることになる。 U.S. Pat. No. 6,053,086 to Salam describes a display matrix having a process control circuit for reducing brightness fluctuations within a pixel. This disclosure describes using a linear scaling method for each pixel based on the ratio between the brightness of the weakest pixel in the display and the brightness of each pixel. However, this approach will ultimately reduce the dynamic range and brightness of the display as well as reduce and vary the bit depth at which the pixel can be operated.
Fanによる特許文献9は、OLEDの表示均一性を改善する方法を記述している。全ての有機発光素子の表示特性が測定される。その技法は、ルックアップテーブル及び計算回路部の組み合わせを用いて、均一性補正を実施する。しかしながら、この方法は光学的な測定を必要とする。これにより、この方法はユーザーの場所において周期的な測定を必要とする経年変化補正には適していない。さらに、記述された手法は、ピクセル毎の別々のルックアップテーブルを必要とするので、結果としてメモリ要件を満たすのに非常に費用がかかるようになるか、各ピクセルの特性を近似する必要があるので、画像品質が低下するかのいずれかである。 U.S. Pat. No. 6,057,091 to Fan describes a method for improving the display uniformity of an OLED. The display characteristics of all organic light emitting devices are measured. The technique implements uniformity correction using a combination of look-up tables and computing circuitry. However, this method requires optical measurements. Thus, this method is not suitable for aging correction that requires periodic measurements at the user's location. In addition, the described approach requires a separate lookup table for each pixel, which can result in being very expensive to meet memory requirements or need to approximate the characteristics of each pixel So either the image quality is degraded.
Kasai他による特許文献10は、複数の外乱要因に対応する補正処理を実行し、その記述内容が補正係数を含む変換表を用いることによって、表示品質を安定させる電気光学デバイスを記述している。しかしながら、この方法は、処理を実行するのに、その全てが用いられているとは限らない多数のルックアップテーブル(LUT)を必要とし、それらのLUTを実装するための方法を記述していない。
それゆえ、エレクトロルミネッセントディスプレイの経年変化及び初期不均一性のより完全な補償手法が必要とされている。 Therefore, there is a need for a more complete compensation approach for aging and initial non-uniformity of electroluminescent displays.
それゆえ、本発明の目的は、トランジスタに経年変化がある場合にエレクトロルミネッセントエミッター内の経年変化及び効率の変化を補償することである。 Therefore, it is an object of the present invention to compensate for aging and efficiency changes in an electroluminescent emitter when the transistor is aging.
この目的は、複数のエレクトロルミネッセント(EL)サブピクセル内の駆動トランジスタに駆動トランジスタ制御信号を与える方法であって、
(a)複数のELサブピクセルを設けることであって、各サブピクセルは、第1の電極、第2の電極及びゲート電極を有する駆動トランジスタと、第1の電極及び第2の電極を有するELエミッターと、第1の電極、第2の電極及びゲート電極を有する読出しトランジスタとを備えること、
(b)各読出しトランジスタの前記第1の電極を対応する前記駆動トランジスタの前記第2の電極及び対応する前記ELエミッターの前記第1の電極に接続すること、
(c)前記サブピクセルごとに、それぞれの前記サブピクセルからの対応する出力を指令する入力コード値を受信すること、
(d)ターゲットサブピクセルを選択すること、
(e)前記ターゲットサブピクセルを除く各前記サブピクセルに、それぞれの前記入力コード値を与えると共に、前記ターゲットサブピクセルに、対応する前記入力コード値よりも選択された第1の量だけ高い出力を指令するブーストコード値を与えること、
(f)選択された遅延時間後に、前記ターゲットサブピクセル内の前記駆動トランジスタ及び前記ELエミッターの特性を表すステータス信号を与えるために、前記ターゲットサブピクセルの前記読出しトランジスタの前記第2の電極上の読出し電圧を測定することであって、前記ターゲットサブピクセルは、選択された試験電圧で駆動され、前記試験電圧は、駆動トランジスタのしきい値電圧を横切る電圧シーケンスとして与えられること、
(g)前記ステータス信号を用いることであって、前記ターゲットサブピクセルの補償済みコード値を与えること、
(h)前記ターゲットELサブピクセルの前記駆動トランジスタに前記補償済みコード値に対応する駆動トランジスタ制御信号を与えること、並びに
(i)前記ターゲットサブピクセルとして前記複数のサブピクセルをそれぞれ順に選択して、ステップ(d)〜(h)を繰り返すことであって、前記複数のELサブピクセルのそれぞれにおける前記駆動トランジスタにそれぞれの駆動トランジスタ制御信号を与えること、
を含み、
前記選択された遅延時間は、選択されたフレーム時間の選択された割合であり、
前記選択された第1の量は、前記対応する入力コード値によって指令される前記出力の割合であり、前記選択された割合の逆数として計算される、方法によって達成される。
The purpose is to provide a drive transistor control signal to a drive transistor in a plurality of electroluminescent (EL) subpixels, comprising:
(A) Providing a plurality of EL subpixels, each subpixel having a driving transistor having a first electrode, a second electrode and a gate electrode, and an EL having a first electrode and a second electrode Comprising an emitter and a read transistor having a first electrode, a second electrode and a gate electrode;
(B) connecting the first electrode of each read transistor to the corresponding second electrode of the drive transistor and the corresponding first electrode of the EL emitter;
(C) for each subpixel, receiving an input code value commanding a corresponding output from each of the subpixels;
(D) selecting a target sub-pixel;
(E) providing each of the sub-pixels excluding the target sub-pixel with the respective input code value, and providing the target sub-pixel with an output that is higher than the corresponding input code value by a selected first amount. Give boost code value to command,
(F) After a selected delay time, on the second electrode of the read transistor of the target subpixel to provide a status signal representative of the characteristics of the drive transistor and the EL emitter in the target subpixel. Measuring a read voltage, wherein the target subpixel is driven with a selected test voltage, the test voltage being provided as a voltage sequence across a threshold voltage of a drive transistor;
(G) using the status signal, providing a compensated code value for the target sub-pixel;
(H) providing a drive transistor control signal corresponding to the compensated code value to the drive transistor of the target EL subpixel; and (i) sequentially selecting the plurality of subpixels as the target subpixel, Repeating steps (d) to (h), each driving transistor control signal being applied to the driving transistor in each of the plurality of EL sub-pixels;
Including
The selected delay time is a selected percentage of the selected frame time;
The selected first quantity is achieved by a method that is a percentage of the output commanded by the corresponding input code value and is calculated as the reciprocal of the selected percentage.
本発明の利点は、発光素子の使用量又は動作時間の連続的な測定値を累積するための大規模又は複雑な回路部を必要とすることなく、回路部の経年変化も起こっているディスプレイ内の有機材料の経年変化を補償するOLEDディスプレイである。本発明のさらに別の利点は、OLEDディスプレイが簡単な電圧測定回路部を用いることである。本発明のさらなる利点は、全ての電圧測定を行なうことによって、これが、電流を測定する方法よりも、変化に対して感度が高いことである。本発明のさらなる利点は、OLED変化の補償と共に、駆動トランジスタの特性の変化の補償が実行され、それにより、完全な補償解決策を提供することができることである。本発明のさらなる利点は、測定及び補償(OLED及び駆動トランジスタ)の両方の態様を迅速に成し遂げることができることである。本発明のさらなる利点は、単一の選択線を用いて、データ入力及びデータ読出しが可能であることである。本発明のさらなる利点は、駆動トランジスタ及びOLEDの変化の特徴付け及び補償が特定の素子に特有であり、開放又は短絡され得る他の素子による影響を受けないことである。 An advantage of the present invention is that in a display where the aging of the circuitry is occurring without the need for large or complex circuitry to accumulate continuous measurements of light emitting device usage or operating time. It is an OLED display that compensates for aging of organic materials. Yet another advantage of the present invention is that the OLED display uses a simple voltage measurement circuit section. A further advantage of the present invention is that by making all voltage measurements, it is more sensitive to changes than the method of measuring current. A further advantage of the present invention is that, along with compensation for OLED changes, compensation for changes in the characteristics of the drive transistor can be performed, thereby providing a complete compensation solution. A further advantage of the present invention is that both aspects of measurement and compensation (OLED and drive transistor) can be accomplished quickly. A further advantage of the present invention is that data can be input and data read using a single select line. A further advantage of the present invention is that the characterization and compensation of drive transistor and OLED changes are specific to a particular device and are not affected by other devices that can be opened or shorted.
図1を参照すると、本発明を実施する際に用いることができるエレクトロルミネッセント(EL)ディスプレイの一実施形態の概略図が示される。ELディスプレイ10は、行及び列に配列された複数のELサブピクセル60のアレイを含む。ELディスプレイ10は複数の行選択線20を含み、ELサブピクセル60の各行が1つの対応する行選択線20を有する。ELディスプレイ10は複数の読出し線30をさらに含み、ELサブピクセル60の各列が1つの対応する読出し線30を有する。明確に例示するために図示されないが、当該技術分野においてよく知られているように、ELサブピクセル60の各列はデータ線も有する。複数の読出し線30は、1つ又は複数のマルチプレクサ40に接続され、これによって、後に説明するように、ELサブピクセルから信号を並列/順次に読み出すことが可能になる。マルチプレクサ40は、ELディスプレイ10と同じ構造の一部とすることもできるし、ELディスプレイ10に対し接続することも切り離すこともできる別の構成とすることもできる。
Referring to FIG. 1, a schematic diagram of one embodiment of an electroluminescent (EL) display that can be used in practicing the present invention is shown. The
次に図2を参照すると、本発明を実施する際に用いることができるELサブピクセル及び関連する回路部の一実施形態の概略図が示される。ELサブピクセル60は、ELエミッター50と、駆動トランジスタ70と、キャパシタ75と、読出しトランジスタ80と、選択トランジスタ90とを備える。トランジスタのそれぞれは、第1の電極と、第2の電極と、ゲート電極とを有する。第1の電圧源140が駆動トランジスタ70の第1の電極に接続される。「接続される」は、要素が直接接続されるか、又は別の構成要素、たとえば、スイッチ、ダイオード、別のトランジスタ等を介して接続されることを意味する。駆動トランジスタ70の第2の電極はELエミッター50の第1の電極に接続され、第2の電圧源150がELエミッター50の第2の電極に接続される。選択トランジスタ90はデータ線35を駆動トランジスタ70のゲート電極に接続し、当該技術分野においてよく知られているように、データ線35からのデータを駆動トランジスタ70に選択的に与える。各行選択線20は、ELサブピクセル60の対応する行内の選択トランジスタ90のゲート電極及び読出しトランジスタ80のゲート電極に接続される。
Referring now to FIG. 2, a schematic diagram of one embodiment of an EL subpixel and associated circuitry that can be used in practicing the present invention is shown. The
読出しトランジスタ80の第1の電極は、駆動トランジスタ70の第2の電極に接続され、ELエミッター50の第1の電極にも接続される。各読出し線30は、ELサブピクセル60の対応する列内の読出しトランジスタ80の第2の電極に接続される。読出し線30は、測定回路170に読出し電圧を与え、測定回路は読出し電圧を測定し、ELサブピクセル60の特性を表すステータス信号を与える。
The first electrode of the read
所定の数のELサブピクセル60のそれぞれの読出しトランジスタの第2の電極から電圧を順次に読み出すために、マルチプレクサ出力線45及びマルチプレクサ40を通して、測定回路170に複数の読出し線30を接続することができる。複数のマルチプレクサ40が存在する場合には、それぞれが自らのマルチプレクサ出力線45を有することができる。こうして、所定の数のELサブピクセルを同時に駆動することができる。複数のマルチプレクサによって、種々のマルチプレクサ40から電圧を並列に読み出すことが可能になる一方、各マルチプレクサ40は、そのマルチプレクサに取り付けられた読出し線30を順次に読み出すことが可能になる。本明細書において、これを並列/順次プロセスと呼ぶ。
A plurality of
測定回路170は、変換回路171と、オプションでプロセッサ190及びメモリ195とを備える。変換回路171は、マルチプレクサ出力線45上で読出し電圧を受信し、変換済みデータ線93上にデジタルデータを出力する。変換回路171は、マルチプレクサ出力線45に高い入力インピーダンスを呈することが好ましい。変換回路171によって測定される読出し電圧は、読出しトランジスタ90の第2の電極上の電圧に等しくすることができるか、又はその電圧の関数とすることができる。たとえば、読出し電圧測定値は、読出しトランジスタ90の第2の電極上の電圧から、読出しトランジスタのドレイン−ソース間電圧及びマルチプレクサ40の両端での電圧降下を引いた値とすることができる。ステータス信号としてデジタルデータを用いることができるか、又はステータス信号は、以下に記述されるように、プロセッサ190によって計算することができる。ステータス信号は、ELサブピクセル60内の駆動トランジスタ及びELエミッターの特性を表す。プロセッサ190は、変換済みデータ線93上でデジタルデータを受信し、ステータス線94上にステータス信号を出力する。プロセッサ190は、CPU、FPGA又はASICとすることができ、オプションで、メモリ195に接続されることができる。メモリ195は、フラッシュ又はEEPROMのような不揮発性記憶装置、又はSRAMのような揮発性記憶装置とすることができる。
The
補償器191が、ステータス線94上でステータス信号を受信すると共に、入力線85上で入力コード値を受信し、制御線95上に補償済みコード値を与える。ソースドライバー155が補償済みコード値を受信し、データ線35上に駆動トランジスタ制御信号を生成する。したがって、プロセッサ190は、表示過程中に、本明細書において後に記述されるような補償済みデータを与えることができる。当該技術分野において知られているように、入力コード値は、タイミングコントローラー(図示せず)によって与えることができる。入力コード値はデジタル又はアナログとすることができ、指示されるルミナンスに対して線形又は非線形とすることができる。アナログである場合には、入力コード値は、電圧、電流、又はパルス幅変調された波形とすることができる。
ソースドライバー155は、デジタル/アナログコンバーター、又はプログラマブル電圧源、プログラマブル電流源、若しくはパルス幅変調された電圧(「デジタル駆動」)若しくは電流ドライバー、又は当該技術分野において知られている別のタイプのソースドライバーを含むことができる。
プロセッサ190及び補償器191は、同じCPU又は他のハードウエア上に実装することができる。プロセッサ190及び補償器191は、本明細書において記述されることになる測定過程中に、協力して、データ線35に所定のデータ値を与えることができる。
The
図3Aを参照すると、第1の実施形態では、変換回路171は、マルチプレクサ出力線45上の読出し電圧測定値をデジタル信号に変換するためのアナログ/デジタルコンバーター185を備える。それらのデジタル信号は、変換済みデータ線93上でプロセッサ190に与えられる。また、変換回路171は、ローパスフィルタ180も備えることができる。この実施形態では、所定の試験データ値が補償器191によってデータ線35に与えられ、マルチプレクサ出力線45上の対応する読出し電圧が測定され、ステータス信号として用いられる。
Referring to FIG. 3A, in the first embodiment, the
図3Bを参照すると、第2の実施形態では、変換回路171は電圧比較器200を備えており、電圧比較器200は、マルチプレクサ出力線45上の読出し電圧測定値を選択された基準電圧レベルと比較し、読出し電圧が選択された基準電圧レベル以上であるか、又は以下であるかを指示するトリガ信号をトリガ線202上に与える。選択された基準電圧レベルは、基準電圧源201によって与えられる。読出し電圧測定値は、読出し線30上の電圧に対応する。読出し電圧測定値を受信するために、試験信号発生器203が、駆動トランジスタのゲート電極に、選択された試験電圧シーケンスを順次に与える。試験信号発生器203はランプ発生器とすることができ、その場合、選択された試験電圧シーケンスは、増加しないか、又は減少しないシーケンスである。増加しないシーケンス及び減少しないシーケンスは一定にすることはできない。試験電圧シーケンスは、測定コントローラー204にも与えられ、測定コントローラー204は、電圧比較器200からトリガ信号を受信すると共に試験信号発生器203から対応する試験電圧を受信し、対応する試験電圧を変換済みデータ線93上でプロセッサに与える。プロセッサは、補償器へのステータス信号として、ステータス線95上に対応する試験電圧を与えることができる。測定コントローラー204は、ステータス信号として、対応する試験電圧の関数、たとえば、一次変換を与えることもできる。この実施形態は、アナログ/デジタルコンバーターが不要であるので、第1の実施形態よりも安価に実施することができる。試験電圧シーケンスは、等価なデジタルコード値として、又は試験電圧に対する別の形のマッピングとして、測定コントローラー204に与えることができる。この実施形態では、試験電圧シーケンスは、制御線95上で試験信号発生器203からシーケンスを受信する補償器191によってデータ線35に与えられ、マルチプレクサ出力線45上の読出し電圧が基準電圧201によって規定されるしきい値を横切る点が記録され、ステータス信号として用いられる。
Referring to FIG. 3B, in the second embodiment, the
測定が行なわれている間に、試験データ値が、ELエミッターから光を放射するように指示することができる。これは、ELディスプレイのユーザーの目に見える可能性があるので望ましくない。当該技術分野において知られているように、駆動トランジスタ70はしきい値電圧Vthを有し、その電圧未満の電圧では(又は、Pチャネルの場合、その電圧より高い電圧では)、相対的にはほとんど電流が流れないので、相対的にはほとんど光が放射されない。選択される基準電圧レベルを、そのしきい値電圧未満にして、測定中にユーザーの目に見える光が放射されることを防ぐことができる。
While the measurement is taking place, the test data value can indicate to emit light from the EL emitter. This is undesirable as it may be visible to the user of the EL display. As is known in the art, the
駆動トランジスタ70がアモルファスシリコントランジスタであるとき、しきい値Vthは、実際の使用条件を含む、経年変化条件下で変化することが知られている。したがって、ELエミッター50に駆動電流を流すことによって、駆動トランジスタ70のVthが増加する。それゆえ、駆動トランジスタ70のゲート電極上の信号が一定でも、電流Idsは徐々に減少することになり、それゆえ、ELエミッター50によって放射される光の輝度も徐々に減少する。そのような減少量は、駆動トランジスタ70の使用量に依存することになり、それゆえ、その減少は、ディスプレイ内で駆動トランジスタが異なれば異なる可能性がある。これが、ELサブピクセル60の特性に関する1つのタイプの空間変動である。そのような空間変動は、ディスプレイの種々の部分における明度及びカラーバランスの差、及び頻繁に表示される画像(たとえば、ネットワークロゴ)によって画像そのもののゴーストがアクティブディスプレイ上に常に表示されるようになる画像「焼き付き」を含むことができる。そのような問題を防ぐために、しきい値電圧のそのような変化を補償することが望ましい。また、経過期間に関連するELエミッター50の変化、たとえば、ルミナンス効率損失及びELエミッター50の両端の抵抗の増加も生じる可能性がある。
When the driving
次に図4Aを参照すると、電流がOLEDエミッターに通電されるのに応じて生じるOLEDエミッターの経年変化がルミナンス効率に及ぼす影響を示す図が示される。3つの曲線は、時間又は累積電流にわたるルミナンス出力によって表されるような、異なる色の光を放射する異なる光エミッター(たとえば、それぞれ赤色、緑色及び青色エミッター)の一般的な性能を表す。異なる色の光エミッター間のルミナンスの低下は異なる可能性がある。それらの差は、異なる色の光エミッターにおいて用いられる材料の経年変化特性が異なること、又は異なる色の光エミッターの使用量が異なることに起因することがある。それゆえ、従来の使用では、経年変化を補正しない場合、ディスプレイは明るくなくなり、ディスプレイの色、特に白色点はシフトする可能性がある。 Referring now to FIG. 4A, a diagram illustrating the effect of aging of the OLED emitter that occurs as current is passed through the OLED emitter on luminance efficiency is shown. The three curves represent the general performance of different light emitters (eg, red, green and blue emitters, respectively) that emit different colors of light, as represented by the luminance output over time or accumulated current. The decrease in luminance between light emitters of different colors can be different. These differences may be due to different aging characteristics of materials used in different color light emitters, or different usage of different color light emitters. Therefore, in conventional use, if the aging is not corrected, the display will become bright and the color of the display, especially the white point, may shift.
さらなるタイプの空間変動は初期不均一性である。ELディスプレイの動作寿命は、エンドユーザーがそのディスプレイ上で最初に画像を見た時から、そのディスプレイが廃棄される時までの時間である。初期不均一性は、ディスプレイの動作寿命の開始時に存在する任意の不均一性である。本発明は、都合の良いことに、ELディスプレイの動作寿命が始まる前に測定を行なうことによって初期不均一性を補正することができる。その測定は、ディスプレイの製造の一部として工場において行なうことができる。また、その測定は、ユーザーが最初にELディスプレイを含む製品を起動した後において、そのディスプレイ上に最初の画像を表示する直前に行なうことができる。これにより、ディスプレイは、エンドユーザーが最初に見るときに、エンドユーザーに高品質の画像を提示できるようになるので、ディスプレイに対するエンドユーザーの第一印象は好意的になるであろう。 A further type of spatial variation is initial non-uniformity. The operating life of an EL display is the time from when the end user first sees an image on the display to when the display is discarded. Initial non-uniformity is any non-uniformity present at the beginning of the operating life of the display. The present invention can advantageously correct initial non-uniformities by taking measurements before the operating life of the EL display begins. The measurement can be done at the factory as part of the display manufacturing. Further, the measurement can be performed immediately after the user first activates the product including the EL display and immediately before displaying the first image on the display. This will make the end user's first impression of the display positive, as the display will be able to present a high quality image to the end user when the end user first sees it.
図4Bを参照すると、2つのELエミッターの特性の差若しくは2つの駆動トランジスタの特性の差、又はその両方がELサブピクセル電流に及ぼす影響を示す図が示される。この図は、経年変化前後の単一のELサブピクセルの類似の事例も表すことができる。図3の横座標は駆動トランジスタ70におけるゲート電圧を表す。縦座標は、ELエミッター50に通電する電流の底を10とする対数である。第1のELサブピクセルI−V特性230及び第2のELサブピクセルI−V特性240は、2つの異なるELサブピクセル60の場合、又は経年変化前(230)及び経年変化後(240)の単一のELサブピクセル60の場合のI−V曲線を示す。特性240の場合に、所望の電流を得るのに、特性230の場合よりも大きな電圧が必要とされる。すなわち、その曲線は、量ΔVだけ右にシフトされる。経年変化の場合、ΔVは、図に示されるように、しきい値電圧の変化(ΔVth、210)と、ELエミッター抵抗の変化から生じるEL電圧の変化(ΔVEL、220)との和である。この変化の結果として、特性230及び240をそれぞれ有するサブピクセル間で光放射が不均一になる。特性230よりも特性240において、所与のゲート電圧によって、電流が少なく制御され、それゆえ、光が少なく制御されることになる。
Referring to FIG. 4B, a diagram illustrating the effect of the difference in the characteristics of two EL emitters, the difference in the characteristics of two drive transistors, or both on the EL subpixel current is shown. This figure can also represent a similar case of a single EL subpixel before and after aging. The abscissa in FIG. 3 represents the gate voltage in the driving
OLED電流IEL(これは駆動トランジスタを流れるドレイン−ソース間電流Vdsでもある)、OLED電圧VEL、及び飽和時のしきい値電圧Vthの間の関係は以下の通りである。 The relationship between the OLED current I EL (which is also the drain-source current V ds flowing through the driving transistor), the OLED voltage V EL , and the threshold voltage V th at saturation is as follows.
ただし、WはTFTチャネル幅であり、LはTFTチャネル長であり、μはTFT移動度であり、C0は単位面積当たりの酸化物キャパシタンスであり、Vgはゲート電圧であり、Vgsは駆動トランジスタのゲートとソースとの間の電圧差である。簡単にするために、μがVgsに依存するのを無視する。したがって、ELサブピクセル60のうちの1つ又は複数のサブピクセルの特性の変動を補償するために、Vth及びVELの変化を補正しなければならない。しかしながら、何度も測定を行なうことは非常に多くの時間を要する可能性がある。本発明は、都合の良いことに、一度の測定でトランジスタ変動及びELエミッター変動を補正することによって測定時間を短縮する。
Where W is the TFT channel width, L is the TFT channel length, μ is the TFT mobility, C 0 is the oxide capacitance per unit area, V g is the gate voltage, and V gs is It is the voltage difference between the gate and source of the driving transistor. For simplicity, ignore the dependence of μ on V gs . Therefore, changes in V th and V EL must be corrected to compensate for variations in the characteristics of one or more of the
図5Aを参照し、合わせて図2及び図3Aも参照すると、本発明の先に与えられた第1の実施形態のタイミング図が示される。時間は右に向かって経過する。(行,列)としてアドレス指定される2つのサブピクセル:行1内の(1,1)及び(1,2)、並びに行2内の(2,1)及び(2,2)の場合のタイミングが示される。この図は、明確にするために、行が重なり合わないタイミングを示すが、実際には、当該技術分野において知られているように、かつ図5Cにおいて示されるように、行の時間は重なり合うことになる。
Referring to FIG. 5A, and also referring to FIGS. 2 and 3A, there is shown a timing diagram of the first embodiment given earlier of the present invention. Time passes to the right. Two subpixels addressed as (row, column): (1,1) and (1,2) in
サブピクセルごとに、補償器191が、入力線85上で対応する入力コード値を受信し、そのコード値は、それぞれのサブピクセルから対応する光を出力するように指令する。図5Aのタイミング図において示されるのは、入力コード値に対応する、ソースドライバー155からのアナログデータ信号である。行1から始めると、ターゲットサブピクセル(1,1)が選択される。ブーストコード値が計算され、ブーストコード値は、ターゲットサブピクセルについて、入力コード値よりも選択された第1の量だけ高い光出力を指令する。そのブーストコード値は、ブーストコード値期間302においてターゲットサブピクセル(1,1)に与えられ、他の全てのサブピクセル、ここでは(1,2)には、その対応する入力コード値を与えられえている(入力コード値期間301)。選択された遅延時間303の後に、ターゲットサブピクセルのためのブーストコード値期間302が終了し、測定時間304が開始する。測定時間304中に、ターゲットサブピクセルは、選択された試験電圧305で駆動され、上記のように、アナログ/デジタルコンバーター185を用いて、ターゲットサブピクセルの読出しトランジスタの第2の電極上の電圧の測定が行なわれる。
For each subpixel, the
図5Bを参照し、合わせて図2及び図3Bも参照すると、本発明の先に与えられた第2の実施形態のタイミング図が示される。ブーストコード値期間302、入力コード値期間301、選択された遅延時間303及び測定時間304は、図3Aにおいて説明された通りである。測定時間304中に、ターゲットサブピクセルが、試験信号発生器203によって与えられる選択された試験電圧シーケンス306で駆動され、上記のように、比較器200を用いて、読出しトランジスタの第2の電極上の電圧の測定が行なわれる。
Referring to FIG. 5B, and referring also to FIGS. 2 and 3B, a timing diagram of the second embodiment given earlier of the present invention is shown. The boost
図5A及び図5Bにおいて示されるように、測定過程は、選択された順序で行ごとに繰り返される。任意の選択された行時間中に、ターゲットサブピクセルとして、任意の数のサブピクセルを選択することができる。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the measurement process is repeated row by row in a selected order. Any number of subpixels can be selected as target subpixels during any selected row time.
ブーストコード値期間302は、ターゲットサブピクセルの光出力と他のサブピクセルの光出力とを等しくすることによって、測定が目に見えるのを防ぐ。ブーストコード値期間中に、ターゲットサブピクセルを、より高い出力レベルに駆動して、オン時間を短くすることとのバランスを取ることができる。遅延時間303は、選択された行時間307のうちの選択された割合とすることができる。その際、選択された第1の量は、対応する入力コード値によって指令される出力の或る割合であり、選択された割合の逆数として計算することができる。たとえば、遅延時間303が行時間307の0.8(4/5)である場合には、選択された第1の量は1/0.8=5/4=1.25である。利用可能な時間を20%だけ短縮するには、同じ全光出力を生成するのに、ルミナンスを25%だけ増加させる必要がある(行時間1の場合の100%出力=1*1=1;行時間0.8の場合の125%出力=1.25*0.8=1)。
The boost
図5Cを参照すると、当該技術分野において知られているように、実際には、行時間はフレーム時間308において重なり合い、遅延時間303は、選択されたフレーム時間の選択された割合であり、フレーム時間は、たとえば、16.7ms(=1/60sec)とすることができる。測定時間304は、遅延時間303の後ではなく、遅延時間の前とすることもできる。図5Cは、第1のフレーム中にターゲットサブピクセルとして選択される各行の列1内のサブピクセル、及び第2のフレーム時間中にターゲットサブピクセルとして選択される各行の列2内のサブピクセルを示す。第2のフレーム中に、第1のフレーム中に得られた読出し電圧測定値が補償器191によって用いられ、フレーム1においてターゲットであったサブピクセルに対して補償コード値期間409中に与えられる補償済みコード値が生成される。
Referring to FIG. 5C, as is known in the art, in practice the row times overlap at frame time 308 and delay
次に図5Dを参照し、合わせて図2も参照すると、本発明の方法の一実施形態のブロック図が示される。上記のように、入力コード値が受信され(ステップ310)、ターゲットサブピクセルが選択され(ステップ320)、上記のように、入力コード値及びブーストコード値がサブピクセルに与えられ(ステップ330)、そして、ターゲットサブピクセルの読出しトランジスタの第2の電極上の電圧の測定が行なわれる(ステップ340)。その後、ターゲットピクセル内の駆動トランジスタ及びELエミッターの特性を表すステータス信号が与えられる(ステップ350)。 Referring now to FIG. 5D and referring also to FIG. 2, a block diagram of one embodiment of the method of the present invention is shown. As described above, an input code value is received (step 310), a target subpixel is selected (step 320), and as described above, the input code value and the boost code value are provided to the subpixel (step 330), A measurement of the voltage on the second electrode of the read transistor of the target subpixel is then performed (step 340). Thereafter, a status signal representing the characteristics of the drive transistor and EL emitter in the target pixel is provided (step 350).
ステータス信号は経年変化:時間の経過と共に、ターゲットサブピクセル60内の駆動トランジスタ70及びELエミッター50の動作によって引き起こされる、そのターゲットサブピクセル内の駆動トランジスタ及びELエミッターの特性の変動を表すことができる。そのようなステータス信号を計算するために、上記の変換回路171のいずれの実施形態においても、各サブピクセルの第1の読出し電圧測定を行なうことができ、プロセッサ190によってメモリ195に格納することができる。この測定はELディスプレイの動作寿命前に行うことができる。ELディスプレイの動作中に、第1の読出し電圧測定が行なわれた時刻とは異なる後の時点において、各サブピクセルの第2の読出し電圧測定を行なうことができ、メモリ195に格納することができる。その後、第1及び第2の読出し電圧測定値を用いて、時間の経過と共に駆動トランジスタ及びELエミッターの動作によって引き起こされる駆動トランジスタ及びELエミッターの特性の変動を表すステータス信号を計算することができる。たとえば、その際、ステータス信号を、第2の読出し電圧測定値と第1の読出し電圧測定値との間の差として、又は一次変換のような、その差の関数として計算することができる。
The status signal can represent aging: over time, the variation of the characteristics of the drive transistor and EL emitter in that target subpixel caused by the operation of the
その後、ステータス信号は補償器191に与えられ、補償器191は、ステータス信号及び入力コード値を用いて、ターゲットサブピクセルのための補償済みコード値を与える(ステップ360)。補償器の動作は、後にさらに検討される。
The status signal is then provided to a
その後、補償済みコード値に対応する駆動トランジスタ制御信号が、ターゲットELサブピクセルの駆動トランジスタに与えられる。補償器は、補償済みコード値をソースドライバー155に与え、ソースドライバー155は、駆動トランジスタ制御信号を生成し、その信号をデータ線35及び選択トランジスタ80を介して、駆動トランジスタ70のゲート電極に与える(ステップ370)。
A drive transistor control signal corresponding to the compensated code value is then provided to the drive transistor of the target EL subpixel. The compensator provides a compensated code value to the
ステップ320〜370は、その後、複数のサブピクセルがそれぞれターゲットサブピクセルとして順に選択され、それぞれの駆動トランジスタ制御信号が、複数のELサブピクセルそれぞれにおけるそれぞれの駆動トランジスタに与えられるまで繰り返される(判断ステップ380)。一旦、1つのサブピクセルのための読出し電圧が測定されると、対応するステータス信号をメモリ195に格納することができる。補償器191は、その格納されたステータス信号を用いて、任意の数の入力コード値を補償することができる。測定は、規則的な間隔で、又はディスプレイの電源が入れられるか、切られる度に、又はディスプレイの使用量によって決定される時間間隔で行なうことができる。ブーストコード値302によって、測定期間304がユーザーに見えるのが防がれるので、測定はディスプレイの寿命を通じて行なうこともできる。サブピクセルは、任意の順序でターゲットサブピクセルとして選択することができる。一実施形態では、サブピクセルは、ディスプレイの行走査順に従って上から下に、かつ左から右に、又は右から左に選択することができる。別の実施形態では、ターゲットサブピクセルは、温度勾配のような要因に起因する系統的なバイアスを防ぐために、各行内のランダムな位置において選択することができる。
図2に戻ると、電圧Voutが測定されるか(第1の実施形態)、又は選択される(第2の実施形態)。電圧Vdataはわかっているか(第1の実施形態)、又は測定される(第2の実施形態)。高い入力インピーダンスの変換回路171の中には、読出しトランジスタを通ってほとんど電流が流れないので、電圧Vread、すなわち、読出しトランジスタ両端での電圧降下は一定であると仮定することができる。電圧PVDD及びCVが選択される。それゆえ、VELは、以下のように計算することができる。
VEL=(Vout+Vread)−CV (2)
Returning to FIG. 2, the voltage Vout is measured (first embodiment) or selected (second embodiment). The voltage V data is known (first embodiment) or measured (second embodiment). Since little current flows through the read transistor in the high input
V EL = (V out + V read ) −CV (2)
ELサブピクセル内の駆動トランジスタ及びELデバイスの特性の変動は、計算されるVELの変動に反映される。したがって、VELは、ステータス信号として用いることができる。ELディスプレイ10を大量生産する前に、1つ又は複数の代表的なデバイスを特徴付けて、サブピクセル毎のVELを対応するトランジスタ特性(Vth、移動度)及びELデバイス特性(抵抗、効率)にマッピングする製品モデルを生成することができる。2つ以上の製品モデルを作ることもできる。たとえば、ディスプレイの異なる領域は、異なる製品モデルを有することができる。製品モデルは、ルックアップテーブル内に格納することができるか、又はアルゴリズムとして用いることができる。
Variations in the characteristics of the drive transistors and EL devices in the EL subpixel are reflected in the calculated variations in V EL . Therefore, V EL can be used as a status signal. Prior to mass production of the
初期不均一性を補償するのに特に役に立つ一実施形態では、基準ステータス信号レベルを選択することができる。このレベルは、全てのサブピクセルのためのステータス信号の平均、最小値又は最大値とすることができるか、又は当業者に明らかであるような別の関数とすることができる。補償器は、各ピクセルのそれぞれのステータス信号を基準ステータス信号レベルと比較して、どの程度の補償が適用されるべきかを判断することができる。これは、第2の読出し電圧測定値を利用できない、初期不均一性を補償する際に役に立つことがある。補償器は、測定されたVEL値及び選択された基準ステータス信号レベルを有する製品モデルを用いて、補償済みコード値を生成することができる。 In one embodiment that is particularly useful for compensating for initial non-uniformities, a reference status signal level can be selected. This level can be the average, minimum or maximum value of the status signal for all subpixels, or can be another function as will be apparent to those skilled in the art. The compensator can compare each status signal for each pixel to a reference status signal level to determine how much compensation should be applied. This can be useful in compensating for initial non-uniformities where the second read voltage measurement is not available. The compensator can generate a compensated code value using a product model having the measured V EL value and the selected reference status signal level.
本発明による経年変化補償のための一実施形態では、第2の読出し電圧測定時のVELと第1の読出し電圧測定時のVELとの間の差ΔVELが、ステータス信号として用いられる。アモルファスシリコンTFT経年変化及びOLED経年変化はいずれも、時間の経過と共にデバイスに通電する積算電流に比例するので、ΔVELをトランジスタのΔVth及び実行される補償に相関させるモデルを作成することができる。図6は、横座標上のΔVELと縦座標上のΔVthとの間の相関の一例を示す。この相関は、統計の分野において知られている回帰技法によって、製品モデルに組み込むことができる。曲線390は1つの可能なスプラインフィットを示す。
In one embodiment for aging compensation according to the present invention, the difference ΔV EL between V EL at the time of the second read voltage measurement and V EL at the time of the first read voltage measurement is used as the status signal. Since amorphous silicon TFT aging and OLED aging are both proportional to the integrated current flowing through the device over time, a model can be created that correlates ΔV EL with the transistor ΔV th and the compensation performed. . FIG. 6 shows an example of the correlation between ΔV EL on the abscissa and ΔV th on the ordinate. This correlation can be incorporated into the product model by regression techniques known in the field of statistics.
図2の事例において、トランジスタ及びOLED経年変化では、補償済みコード値は、ΔVthだけ、及び駆動トランジスタ70のVdsを低減する、OLED電圧上昇ΔVELに起因する駆動トランジスタ70のチャネル長変調の補正だけ、入力コード値よりも高くなる必要がある。
In the case of FIG. 2, for transistor and OLED aging, the compensated code value is ΔV th and the channel length modulation of the
経年変化補償の付加的な影響は、OLED効率損失である。1つのデバイスの場合のルミナンス効率とΔVELとの間の関係の一例が図7のグラフに示される。所与の電流の場合のルミナンス減少、及びΔVELとルミナンス減少との関係を測定することによって、ELエミッター50が公称ルミナンスを出力するために必要とされる補正済み信号の変化を求めることができる。この関係は、製品モデルに組み込むことができる。
An additional effect of aging compensation is OLED efficiency loss. An example of the relationship between luminance efficiency and ΔV EL for one device is shown in the graph of FIG. By measuring the luminance decrease for a given current and the relationship between ΔV EL and the luminance decrease, the change in the corrected signal required for the
ELサブピクセル60の特性の変化又は変動を補償するために、以下の形の式においてステータス信号を用いることができる。
Vcomp=Vdata+f1(ΔVEL)+f2(ΔVEL)+f3(ΔVEL,ΔVdata)
(3)
ただし、VcompはELサブピクセル60の所望のルミナンスを維持するために必要とされる補償済みコード値に対応する電圧であり、Vdataは、入力コード値に対応する電圧であり、f1(ΔVEL)はしきい値電圧の変化の補正であり、f2(ΔVEL)は、EL抵抗の変化の補正であり、f3(ΔVEL,ΔVdata)は、EL効率の変化の補正である。関数f3は、以下にさらに説明される。関数f1、f2及びf3は、製品モデルの構成要素である。この式を用いて、補償器191は、ELエミッター60を制御して、一定のルミナンス出力、及び所与のルミナンスにおける延長された寿命を達成することができる。この方法は、ELディスプレイ10内のELサブピクセルごとにそれぞれ補正を与えるので、複数のELサブピクセルの特性の空間変動を補償することになる。
In order to compensate for changes or variations in the characteristics of the
V comp = V data + f 1 (ΔV EL ) + f 2 (ΔV EL ) + f 3 (ΔV EL , ΔV data )
(3)
Where V comp is the voltage corresponding to the compensated code value required to maintain the desired luminance of the
図8は、式3において参照される、f3のモデル例を示す。OLEDエミッターの効率は、ステータス信号ΔVELによって表される、その経過期間に依存するだけでなく、Vdataによって表される、駆動されているレベルにも依存する。図8は、7つの異なる経年変化レベルの場合の効率対駆動レベルの曲線を示す。経年変化レベルは、当該技術分野において知られているように、「Txx」として特定される。ただし、「xx」は指定される試験レベル、この場合には20mA/cm2におけるパーセント効率である。補償器191は、ステータス信号及び入力コード値に応答して、補償済みコード値を生成し、任意の駆動レベルにおけるELエミッターの効率の変動を正確に補償することができる。
FIG. 8 shows an example model of f 3 referred to in
好ましい実施形態では、本発明は、限定はしないが、Tang他による米国特許第4,769,292号及びVanSlyke他による米国特許第5,061,569号において開示されるような小分子又はポリマーOLEDから構成される有機発光ダイオード(OLED)を含むディスプレイにおいて利用される。そのようなディスプレイを製造するために、有機発光ディスプレイの数多くの組み合わせ及び変形を用いることができる。図2を参照すると、ELエミッター50がOLEDエミッターであるとき、ELサブピクセル60はOLEDサブピクセルである。
In a preferred embodiment, the present invention includes, but is not limited to, small molecule or polymer OLEDs as disclosed in US Pat. No. 4,769,292 by Tang et al. And US Pat. No. 5,061,569 by VanSlyke et al. In a display including an organic light emitting diode (OLED). Many combinations and variations of organic light emitting displays can be used to produce such displays. Referring to FIG. 2, when the
トランジスタ70、80及び90は、アモルファスシリコン(a−Si)トランジスタ、低温ポリシリコン(LTPS)トランジスタ、酸化亜鉛トランジスタ、又は当該技術分野において知られている他のトランジスタタイプとすることができる。それらのトランジスタは、Nチャネル、Pチャネル、又は任意の組み合わせとすることができる。OLEDは、(図示のような)非反転構造とすることができるか、又はELエミッター50が第1の電圧源140と駆動トランジスタ70との間に接続される反転構造とすることができる。
10 ELディスプレイ
20 選択線
30 読出し線
35 データ線
40 マルチプレクサ
45 マルチプレクサ出力線
50 ELデバイス
60 ELサブピクセル
70 駆動トランジスタ
75 キャパシタ
80 読出しトランジスタ
85 入力線
90 選択トランジスタ
93 変換済みデータ線
94 ステータス線
95 制御線
140 第1の電圧源
150 第2の電圧源
155 ソースドライバー
170 測定回路
171 変換回路
180 ローパスフィルタ
185 アナログ/デジタルコンバーター
190 プロセッサ
191 補償器
195 メモリ
200 電圧比較器
201 基準電圧源
202 トリガ線
203 試験信号発生器
204 測定コントローラー
210 ΔVth
220 ΔVEL
230 サブピクセルI−V特性
240 サブピクセルI−V特性
301 入力コード値期間
302 ブーストコード値期間
303 遅延時間
304 測定時間
305 試験電圧
306 試験電圧シーケンス
307 行時間
308 フレーム時間
310 ステップ
320 ステップ
330 ステップ
340 ステップ
350 ステップ
360 ステップ
370 ステップ
380 判断ステップ
390 曲線
409 補償コード値期間
10
220 ΔV EL
230
Claims (9)
(a)複数のELサブピクセルを設けることであって、各サブピクセルは、第1の電極、第2の電極及びゲート電極を有する駆動トランジスタと、第1の電極及び第2の電極を有するELエミッターと、第1の電極、第2の電極及びゲート電極を有する読出しトランジスタとを備えること、
(b)各読出しトランジスタの前記第1の電極を対応する前記駆動トランジスタの前記第2の電極及び対応する前記ELエミッターの前記第1の電極に接続すること、
(c)前記サブピクセルごとに、それぞれの前記サブピクセルからの対応する出力を指令する入力コード値を受信すること、
(d)ターゲットサブピクセルを選択すること、
(e)前記ターゲットサブピクセルを除く各前記サブピクセルに、それぞれの前記入力コード値を与えると共に、前記ターゲットサブピクセルに、対応する前記入力コード値よりも選択された第1の量だけ高い出力を指令するブーストコード値を与えること、
(f)選択された遅延時間後に、前記ターゲットサブピクセル内の前記駆動トランジスタ及び前記ELエミッターの特性を表すステータス信号を与えるために、前記ターゲットサブピクセルの前記読出しトランジスタの前記第2の電極上の読出し電圧を測定することであって、前記ターゲットサブピクセルは、選択された試験電圧で駆動され、前記試験電圧は、駆動トランジスタのしきい値電圧を横切る電圧シーケンスとして与えられること、
(g)前記ステータス信号を用いることであって、前記ターゲットサブピクセルの補償済みコード値を与えること、
(h)前記ターゲットELサブピクセルの前記駆動トランジスタに前記補償済みコード値に対応する駆動トランジスタ制御信号を与えること、並びに
(i)前記ターゲットサブピクセルとして前記複数のサブピクセルをそれぞれ順に選択して、ステップ(d)〜(h)を繰り返すことであって、前記複数のELサブピクセルのそれぞれにおける前記駆動トランジスタにそれぞれの駆動トランジスタ制御信号を与えること、
を含み、
前記選択された遅延時間は、選択されたフレーム時間の選択された割合であり、
前記選択された第1の量は、前記対応する入力コード値によって指令される前記出力の割合であり、前記選択された割合の逆数として計算される、方法。 A method of providing drive transistor control signals to drive transistors in a plurality of electroluminescent (EL) sub-pixels, comprising:
(A) Providing a plurality of EL subpixels, each subpixel having a driving transistor having a first electrode, a second electrode and a gate electrode, and an EL having a first electrode and a second electrode Comprising an emitter and a read transistor having a first electrode, a second electrode and a gate electrode;
(B) connecting the first electrode of each read transistor to the corresponding second electrode of the drive transistor and the corresponding first electrode of the EL emitter;
(C) for each subpixel, receiving an input code value commanding a corresponding output from each of the subpixels;
(D) selecting a target sub-pixel;
(E) providing each of the sub-pixels excluding the target sub-pixel with the respective input code value, and providing the target sub-pixel with an output that is higher than the corresponding input code value by a selected first amount. Give boost code value to command,
(F) After a selected delay time, on the second electrode of the read transistor of the target subpixel to provide a status signal representative of the characteristics of the drive transistor and the EL emitter in the target subpixel. Measuring a read voltage, wherein the target subpixel is driven with a selected test voltage, the test voltage being provided as a voltage sequence across a threshold voltage of a drive transistor;
(G) using the status signal, providing a compensated code value for the target sub-pixel;
(H) providing a drive transistor control signal corresponding to the compensated code value to the drive transistor of the target EL subpixel; and (i) sequentially selecting the plurality of subpixels as the target subpixel, Repeating steps (d) to (h), each driving transistor control signal being applied to the driving transistor in each of the plurality of EL sub-pixels;
Including
The selected delay time is a selected percentage of the selected frame time;
The method wherein the selected first quantity is a percentage of the output commanded by the corresponding input code value and is calculated as the reciprocal of the selected percentage.
(k)ELサブピクセルごとに、前記対応する読出しトランジスタの前記ゲート電極に接続される選択線を設けること、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 (J) providing a single readout line connected to the second electrode of the readout transistor of all subpixels for providing a readout voltage; and (k) for each EL subpixel, the corresponding Providing a selection line connected to the gate electrode of the read transistor;
The method of claim 1, further comprising:
i)前記読出し電圧が選択された基準電圧レベル以上であることを指示するトリガ信号を与えるために前記ターゲットサブピクセルの前記読出しトランジスタの前記第2の電極に接続される電圧比較器を設けること、
ii)前記駆動トランジスタの前記ゲート電極及び測定コントローラーに選択された試験電圧シーケンスを順次に与えるための試験信号発生器を設けること、並びに
iii)前記電圧比較器から前記トリガ信号を受信すると共に、対応する試験電圧を用いて補償器に経年変化信号を与えるための前記測定コントローラーを設けることをさらに含む、請求項1に記載の方法。 The step (f)
i) providing a voltage comparator connected to the second electrode of the read transistor of the target sub-pixel to provide a trigger signal indicating that the read voltage is greater than or equal to a selected reference voltage level;
ii) providing the gate electrode and the test signal generator for providing sequentially a selected test voltage sequence to the measurement controller of the driving transistor, and iii) which receives said trigger signal from said voltage comparator, pairs The method of claim 1, further comprising providing the measurement controller for providing an aging signal to a compensator using a corresponding test voltage.
i)メモリを設けること、
ii)各サブピクセルの第1の読出し電圧測定値を前記メモリに格納すること、
iii)各サブピクセルの第2の読出し電圧測定値を前記メモリに格納すること、及び
iv)前記格納された第1の読出し電圧測定値及び第2の読出し電圧測定値を用いることであって、補償器に前記ステータス信号を与えること、
をさらに含む、請求項7に記載の方法。 The step (f)
i) providing a memory;
ii) storing a first read voltage measurement for each sub-pixel in the memory;
iii) storing a second read voltage measurement for each sub-pixel in the memory; and iv) using the stored first read voltage measurement and second read voltage measurement. Providing the status signal to a compensator;
The method of claim 7, further comprising:
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